(考前练兵)2019中考物理备考全攻略 专题15 电能与电功率(含解析)

专题15 电能与电功率☞知识点1电能与电功1、电能：是一种能源，可以让各种各样的用电器工作。

跟机械能、光能、内能、太阳能、化学能一样属于能量。

电能的单位是焦耳，简称焦，符号是J。

2、电功：电流通过某段电路所做的功叫电功，用W表示。

单位是焦耳，简称焦，符号是J，生活中常用千瓦时，符kW.h，又叫度。

1kW•h=3.6x106 3、公式：W=UI t，公式中U表示电路两端电压，单位是伏（V）；I表示通过电路的电流，单位是安（A）；t表示通电时间，单位是秒（s）；W表示电功，单位是焦（J）。

4、电功影响因素：与电流的大小、电压的高低和通电时间的长短都有关。

5、电流做功形式：通过各种用电器使其转动、发光、发热、发声等都是电流做功的表现。

6、电流做功的实质：电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程。

电流做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能，用电器就消耗了多少电能。

7、推到公式：W=UI t=（U2/R）t=I2Rt。

例1（xx•湘西州）以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（）A．电风扇B．电水壶C．电饭煲D．电视机【答案】A【解析】在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能；电视机主要将电能转化为光能和声能。

例2（xx•桂林）如图所示，电源电压恒定，R1的阻值为20Ω，R2的阻值为10Ω．当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A．求（1）电源电压；（2）通电10s内电路消耗的总电能；（3）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A．则R3的阻值是多大？【答案】（1）电源电压为15V。

（2）通电10s内电路消耗的电能为75J。

（3）R3的阻值为100Ω。

【解析】（3）当S、S1、S2都闭合时，R2被短路，此时R1和R3并联接入电路中，电流表测干路中的电流，此时的总电阻要小于R1，当S闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联接入电路中，此时的总电阻要大于R1，所以，R1和R3并联的总电阻小于R1和R2串联的总电阻，由欧姆定律可知，当S、S1、S2都闭合时，干路中的电流变大，故并联后干路中的电流为：I'=0.4A+0.5A=0.9A；通过R1的电流为：I1===0.75A；由并联电路的电流特点可得，通过R3的电流为：I3=I′﹣I1=0.9A﹣0.75A=0.15A；则R3的阻值为：R3===100Ω。

☞知识点2电能表1、作用：测量电功（或消耗的电能多少）。

2、电能表的参数及其义“220V50Hz”：个电能表应该在电压为220V，频率为50Hz的交流电路中使用。

“10（20）A”：这个电能表的标定电流是10A，额定电流最大电流是20A。

“1250r/Kw.h”:用电器每消耗1Kw.h的电能，电能表上的转盘转过1250转。

3、使用方法：电能表的计数器前后两次示数之差。

4、注意事项：电能表的计数器显示的数字以kW•h为单位；计数器上最末一位是小数位。

例1（xx•十堰）小天家电能表本月初的示数为，本月底的示数如图所示，小天家本月消耗的电能为__________kW•h【答案】130【解析】由图可知，电能表本月初的示数W1=821.6kW•h，电能表本月末的示数W2=951.6kW•h，则小天家本月消耗的电能：W=W2﹣W1=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h。

例2（xx•赤峰）某校为师生饮水方便，安装了电热水器。

为测定热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数，由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为__________kW•h，等于___________J．若消耗电能的87%被水吸收，则可把________kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）】。

【答案】2.1；7.56×106；18。

【解析】（1）关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，电热水器在这段时间内消耗的电能：W=7626.9kW•h﹣7624.8kW•h=2.1kW•h=7.56×106J；☞知识点3电功率1、定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。

2、物理意义：在物理学中，电功率表示做功快慢的物理量，用字母P表示。

电功率大表明做功快，并不表示电流做功的多少。

3、单位：瓦特,简称瓦，符号W，常用单位有千瓦（kW）、毫瓦(mW)1kW=1000W1W=1000mW4、定义式：P=W/t W-电能-焦（J）；t-时间-秒（s）；P-电功率-瓦（W）5、串、并联电路中，电功率的特点及分配关系（1）串联电路：电路消耗的总功率等于各用电器消耗的电功率之和，分配关系：P1：P2=R1：R2.（1）并联电路：电路消耗的总功率等于各用电器消耗的电功率之和，分配关系：P1：P2=R2：R1.例1（xx•沈阳）如图所示，电源电压保持不变，R1=15Ω，闭合开关S1，断开开关S2，电流表示数为0.2A；同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5A，此时R1、R2的电功率分别为P1、P2．下列判断正确的是（）A．P1：P2=2：3R1：R2=2：5B．P1：P2=2：3R1：R2=3：2C．P1：P2=3：2R1：R2=2：5D．P1：P2=3：2R1：R2=3：2【答案】B【解析】因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=可得，两电阻的阻值之比：====，故AC错误；由P=UI可得，两电阻的电功率之比：===，故B正确、D错误。

例2（xx•新疆）如图所示的电路中，电源电压为9V，灯泡L上标有“6V1.2W”的字样，闭合开关S，灯泡恰好正常发光，求此时：（1）通过灯泡L的电流；（2）电阻R的阻值；（3）整个电路消耗的电功率。

【答案】（1）通过灯泡L的电流为0.2A；（2）电阻R的阻值为15Ω；（3）整个电路消耗的电功率为1.8W。

【解析】（3）电路消耗的总功率：P=UI=9V×0.2A=1.8W。

☞知识点4探究灯泡的电功率跟哪些因素有关1、猜想与假设：灯泡的电功率可能跟电压有关，也可能跟电流有关，还可能跟电压、电流都有关。

2、设计实验：要设计实验探究，需要用控制变量法，电功率的大小可通过转换法来体现。

用灯泡的亮度来体现电功率的大小。

3、实验方案和电路图4、实验数据（1）当两灯的电压相同时电流I/A 灯泡亮度（亮/暗）灯泡L1 0.5 暗灯泡L2 1 亮（2）当两灯的电流相同时电压U/V 灯泡亮度（亮/暗）灯泡L1 2 暗灯泡L2 4 亮换用不同规格的小灯泡多次实验，并将结果记录在表中。

5、实验结论（1）在电流相等的条件下，电功率的大小跟灯泡两端的电压有关，电压越大电功率就越大；（2）在电压相等的条件下，电功率的大小跟通过灯泡的电流有关，电流越大，电功率就越大；（3）实验表明，电功率等于电压U跟电流I的乘积，即P=UI。

例1（xx•济宁）根据额定电压为2.5V小灯泡的I﹣U图象（如图所示）分析，下列结论正确的是（）A．当小灯泡的电压为0V时，其电阻为0ΩB．当小灯泡的电流为0.1A时，其实际功率为0.1WC．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比D．小灯泡的额定功率为0.625W【答案】D【解析】C、由图可知，灯泡的电流与其两端的电压图象，不是正比例函数，故不成正比，故C错误；D、由图可知，小灯泡在额定电压为 2.5V时，电流为0.25A，额定功率，P=UI=2.5V×0.25A=0.625W，故D正确。

例2（xx•吉林）如图所示电路中，电阻R1的阻值是20Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求：（1）电源电压；（2）电阻R2的电功率。

【答案】（1）电源电压是6V。

（2）电阻R2的功率是1.2W。

【解析】☞知识点5电功率的计算1、电功率和电流、电压之间的关系式：P=UI（1）在使用该公式进行计算时，单位要统一。

电功率P-W、电流I-A、电压U-V、电阻R-Ω。

（2）P=W/t是根据功率的定义得出的，是定义式，反映了电功率跟电功和时间的关系；P=UI揭示了电功率跟电流、电压的关系，适用于电功率的测量和计算。

（3）根据P=UI和欧姆定律，还可以推导出另外两个计算功率的公式P=U2/R和P=I2R，这两个公式只适用于纯电阻电路或用电器（电灯、电炉等）。

2、电阻R1和R2串联时（1）R1、R2的电功率之比P1：P2=U1：U2=R1：R2；（2）串联电路的总功率等于各电阻的电功率之和，即P=P1+P2；（3）串联电路中，计算电功率时常用公式P=I2R。

3、电阻R1和R2并联时（1）R1、R2的电功率之比P1：P2=I1：I2=R2：R1；（2）并联电路的总功率等于各电阻的电功率之和，即P=P1+P2；（3）并联电路中，计算电功率时常用公式P=U2/R。

例1（xx•济宁）将电阻R1、R2串朕后接在电路中。

如图所示，在a、b间接一根导线时，电路中的电功率将变为原来的4倍；在a、b向接电压表吋。

其示数为3V，在a、b间接电流表时，其示数为1A．求：（1）电压U；（2）R1的阻值；（3）电路的总功率。

【答案】（1）电压U为4V；（2）R1的阻值为4Ω；（3）电路的总功率为1W。

【解析】（1）原电路中两电阻串联，在a、b间接一根导线时，R2短路，为R1的简单电路：因电功率将变为原来的4倍，根据P=，在电压不变时，电功率与R成反比，根据电阻的串联规律有：=4，故R2=3R1；a、b间接电压表吋，其示数内3V，根据分压原理，R1的电压为1V，根据串联电路电压的规律：电源电压U=3V+1V=4V；例2（xx•杭州）小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω．为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路（符号表示数值可读的变阻器）。

已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V．计算此时：（1）通过电动机的电流；（2）电动机消耗的电功率。

【答案】（1）通过电动机的电流为1.5A；（2）电动机消耗的电功率4.5W。

【解析】（1）由图知，电动机M与变阻器串联，电压表测电动机M两端的电压，根据串联电路电压的规律知，变阻器的电压：U R=U﹣U M=12V﹣3V=9V；由欧姆定律可得，通过变阻器的电流：I R===1.5A；因串联电路中电流处处相等，则通过电动机的电流：I M=I R=1.5A；（2）电动机消耗的电功率：P M=U M I M=3V×1.5A=4.5W。

☞知识点6额定电压和额定功率1、额定电压与额定功率（1）额定电压：用电器正常工作时的电压，标注在用电器铭牌上，常用U额表示。